(57)【要約】  軽量光起電力モジュールであって、順に設置されるバッキングプレート（２０）、第１絶縁層（２２）、太陽電池セル（２４）、第２絶縁層（２６）及び光透過膜（２８）を含み、さらに、バッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜の周側にある封止実装フレーム（２９）を含み、バッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜の間に接着層（２１、２３、２５、２７）が設置され、バッキングプレートの底面は光起電力モジュールのバックライト面を形成し、光透過膜の表面は光起電力モジュールの受光面を形成し、光透過膜の少なくとも一方の面には、均一に配列された複数の凹凸構造（３０）が形成されている。当該光起電力モジュールは、太陽光集光率が高く、太陽電池セルの受光面積が大きく、光電変換効率が高く、軽量であり、輸送や取付操作時に破損しにくく、且つ光透過膜の光透過率が高く、水蒸気を遮断する優れた機能を有する。
2019519942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量光起電力モジュールであって、
順に設置されるバッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜を含み、さらに、前記バッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜の周側にある封止実装フレームを含み、前記バッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜の間に接着層が設置され、
前記バッキングプレートの底面は前記軽量光起電力モジュールのバックライト面を形成し、前記光透過膜の表面は前記軽量光起電力モジュールの受光面を形成し、前記光透過膜の少なくとも一方の面には、均一に配列された複数の凹凸構造が形成されていることを特徴とする軽量光起電力モジュール。
【請求項２】
前記バッキングプレートは、耐腐食性金属板又はエンジニアリングプラスチック板であることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項３】
前記バッキングプレートの底面には複数の補強リブが設置され、前記複数の補強リブは、平行又は交差して設置されていることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池セルは、複数の単結晶シリコンセル及び／又は複数の多結晶シリコンセルが直列に接続されてなり、前記第１絶縁層の表面の接着層にアレイ状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項５】
前記第１絶縁層は白色絶縁層であり、前記第２絶縁層は透明なフッ素樹脂絶縁層であることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項６】
前記凹凸構造は、所在表面に形成された凹構造及び凸構造を含み、前記凹構造と凸構造は交互に設置され、各構造は等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項７】
前記光透過膜は、高水蒸気バリア性フッ素樹脂光透過膜であることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項８】
前記光透過膜は、９０％のＲＨ、４０℃の条件で、水蒸気透過率≦１ｇ／ｍ２×２４Ｈ、光透過率＞９４％であることを特徴とする請求項７に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項９】
前記バッキングプレートと第１絶縁層との間に第１接着層が設けられて、第１絶縁層と太陽電池セルとの間に第２接着層が設けられて、太陽電池セルと第２絶縁層との間に第３接着層が設けられて、第２絶縁層と光透過膜との間に第４接着層が設けられて、前記第１接着層及び第２接着層の材料はＰＯＥを採用し、第３接着層及び第４接着層の材料はＥＶＡを採用し、前記第１接着層及び第２接着層の光透過率＞９３％であることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【請求項１０】
前記軽量光起電力モジュールは、弾性導電シートをさらに含み、前記弾性導電シートによってバッキングプレート、補強リブ及び封止実装フレームを連結して、前記封止実装フレームとバッキングプレートとの間の抵抗は０．１オーム未満になることを特徴とする請求項１に記載の軽量光起電力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１６年０６月０２日に中国専利局に提出した、出願番号が２０１６１０３８８９３７．Ｘであって、発明の名称が「軽量光起電力モジュール」である中国特許出願の優先権を主張し、本願で、その全ての内容を援用するものとする。
【０００２】
本発明は、光起電力エネルギー技術分野に関し、特に、軽量光起電力モジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
太陽電池は、「ソーラーチップ」又は「光電池」とも呼ばれて、太陽光を利用して直接に発電する光電半導体ウエハである。太陽電池は、光が照射されると、瞬間的に電圧を出力し、回路がある場合は、電流を生成できる。太陽電池は、広い適用範囲を持ち、軍事分野、航空宇宙分野等から産業、商業、農業、通信、家電及びユーティリティ等の分野に入り、特に遠隔地、山、砂漠、島、農村等で分散して使用され、高価な伝送ラインを節約できる。
【０００４】
応用する場合、太陽電池は、異なるサイズの太陽電池モジュールに製造する必要がある。複数の太陽電池セルを直列に接続して、高い電圧出力の太陽電池モジュールを形成し、光起電力モジュールとも呼ばれる。製造された光起電力モジュールは、建築物の内部に給電するように建築物の頂部に敷設でき、屋外で電源として使用するようにＲＶ車、テントなどにも設置できる。また、光起電力モジュールは、太陽発電所の建設にも使用できる。
【０００５】
しかし、従来の光起電力モジュールは、通常、ガラスでパッケージングされている。図１に示すように、従来技術における光起電力モジュールの断面概略図である。その光起電力モジュールは、光入射面であるパッケージガラス１０、接着層ＥＶＡ  １１、１３、単結晶シリコン又は多結晶シリコン太陽電池セル１２、ＴＰＴバッキングプレート１４、モジュール封止実装フレーム１５を含む。このような光起電力モジュールは、重量が重くて壊れやすく、建築物の頂部に適用する場合や太陽光発電所を建築する場合などに、光起電力モジュールの支持構造に対する要求が高く、建設コストが増加する。
【０００６】
従って、上記の技術的課題に鑑みて、輸送や取付操作で破損しにくく、取付及び輸送が便利で、光透過率が高く、発電量が大きい軽量光起電力モジュールを提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このことに鑑み、本発明の目的は、軽量光起電力モジュールを提供することである。
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の実施例によって提供される技術案は、以下の通りである。
軽量光起電力モジュールであって、順に設置されるバッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜を含み、前記バッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜の周側にある封止実装フレームをさらに含み、前記バッキングプレート、第１絶縁層、太陽電池セル、第２絶縁層及び光透過膜の間に接着層が設置され、
前記バッキングプレートの底面は、前記光起電力モジュールのバックライト面を形成し、前記光透過膜の表面は前記光起電力モジュールの受光面を形成し、前記光透過膜の少なくとも一方の面には、均一に配列された複数の凹凸構造が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のさらなる改良として、前記バッキングプレートは、耐腐食性金属板又はエンジニアリングプラスチック板である。
【００１０】
本発明のさらなる改良として、前記太陽電池セルは、複数の単結晶シリコンセル及び／又は複数の多結晶シリコンセルにより直列接続されてなり、太陽電池セルは、前記第１絶縁層の表面の接着層にアレイ状に配置されている。
【００１１】
本発明のさらなる改良として、前記バッキングプレートの底面には複数の補強リブが設置され、前記複数の補強リブは、平行又は交差して設置されている。
【００１２】
本発明のさらなる改良として、前記第１絶縁層は白色絶縁層であり、前記第２絶縁層は透明なフッ素樹脂絶縁層である。
【００１３】
本発明のさらなる改良として、前記凹凸構造は、所在表面に形成された凹構造及び凸構造を含み、前記凹構造と凸構造は交互に設置され、各構造は等間隔に配置される。
【００１４】
本発明のさらなる改良として、前記光透過膜は、高水蒸気バリア性フッ素樹脂光透過膜である。
【００１５】
本発明のさらなる改良として、前記光透過膜は、９０％のＲＨ、４０℃の条件で、水蒸気透過率≦１ｇ／ｍ２×２４Ｈ、光透過率＞９４％である。
【００１６】
本発明のさらなる改良として、前記バッキングプレートと第１絶縁層との間に第１接着層が設けられて、第１絶縁層と太陽電池セルとの間に第２接着層が設けられて、太陽電池セルと第２絶縁層との間に第３接着層が設けられて、第２絶縁層と光透過膜との間に第４接着層が設けられて、前記第１接着層及び第２接着層の材料はＰＯＥを採用し、第３接着層及び第４接着層の材料はＥＶＡを採用し、前記第１接着層及び第２接着層の光透過率＞９３％である。
【００１７】
本発明のさらなる改良として、前記光起電力モジュールは弾性導電シートをさらに含み、前記弾性導電セルによってバッキングプレート、補強リブ及び封止実装フレームを連結して、封止実装フレームとバッキングプレートとの間の抵抗は０．１オーム未満になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以下の有利な効果を有する。
光透過膜は均一に配列された複数の凹凸構造を有することによって、太陽光の集光率が向上し、太陽電池セルの受光面積が相対的に大きくなり、光電変換効率が向上する。
光起電力モジュールは、重量が軽く、その重量が同じ面積の条件で従来のガラスパッケージ型光起電力モジュールの重量の半分に過ぎず、輸送や取付操作時に破損しにくく、取付及び輸送が便利で、建設コストを削減できる。
光起電力モジュールに採用した光透過膜は、高水蒸気バリア性フッ素樹脂光透過膜である。従来の光起電力モジュールで採用したガラス透光層に比べて、光透過率が高く、水蒸気を遮断する優れた機能を有し、光起電力モジュールの発電量及び使用寿命を向上させる。
光起電力モジュールに採用した材料は、良好な耐紫外線性、耐候性、長期連続発電性能を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施例又は従来技術における技術案をより明確に示すために、実施例又は従来技術の記述に使用する図面を簡単に説明する。以下の記述に使用する図面は、本発明に記載された実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労働をしない前提で、これらの図面から他の図面を得ることもできることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術における光起電力モジュールの断面概略図である。
【図２】本発明の一具体的な実施形態における光起電力モジュールの断面概略図である。
【図３】図１及び図２において各材料層の光透過率が光波長に従って変化する曲線測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、当業者に本発明における技術案をよりよく理解させるために、本発明の実施例における図面と結び付けて、本発明の実施例における技術案を明確かつ完全に記述する。記述する実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者により創造的な労働をすることなく得られる全ての他の実施例も、本発明の範囲内に入るものとする。
【００２２】
図２を参照して、本発明の一具体的な実施形態における光起電力モジュールの断面概略図である。本発明の軽量光起電力モジュールは、順に設置されるバッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８を含み、さらに、バッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８の周側にある封止実装フレーム２９を含み、バッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８の間に接着層を設置して、接着層によって接着固定する。
【００２３】
軽量光起電力モジュールは、バッキングプレート２０、第１接着層２１、第１絶縁層２２、第２接着層２３、太陽電池セル２４、第３接着層２５、第２絶縁層２６、第４接着層２７及び光透過膜２８の構造を順に積層して形成する。
【００２４】
バッキングプレート２０の底面は光起電力モジュールのバックライト面を形成し、光透過膜２８の表面は光起電力モジュールの受光面を形成し、光透過膜２８の少なくとも一方の面には、均一に配列された複数の凹凸構造３０が形成されている。
【００２５】
接着層２１、２３、２５、２７の材料はＰＯＥ又はＥＶＡを採用している。好ましくは、第１接着層２１、第２接着層２３は、接着膜ＰＯＥ材料を採用し、第３接着層２５、第４接着層２７は、接着膜ＥＶＡ材料を採用している。これにより、第１接着層２１及び第２接着層２３の光透過率＞９３％であり、第３接着層２５及び第４接着層２７の光透過率よりも若干大きいことで、光起電力モジュールはコストアップを招くことなくより良好な光透過性を得ることができる。
【００２６】
バッキングプレート２０は、アルミニウム合金等の耐腐食性金属板又はエンジニアリングプラスチック板である。金属板を採用する場合、バッキングプレートは良好な放熱性を有する。エンジニアリングプラスチック板、例えば、エポキシ樹脂板を採用する場合、良好な強度、耐衝撃性、耐熱性及び耐老化性を有する。バッキングプレート２０の底面には複数の補強リブを設置してもよく、複数の補強リブは、平行又は交差して設置して、バッキングプレート２０の強度を高める。
【００２７】
太陽電池セル２４は、複数の単結晶シリコンセル及び／又は複数の多結晶シリコンセルが直列に接続され、第１絶縁層２２の表面の接着層２３にアレイ状に配置され、大電流出力を得る。
【００２８】
第１絶縁層２２及び第２絶縁層２６は、高絶縁性の材料を採用する。第１絶縁層２２は太陽電池セル２４の裏側電極とバッキングプレート２０との間にあり、白色絶縁層である。第２絶縁層２６は、太陽電池セル２４の表側電極と封止実装フレーム２９との間にあり、絶縁の透明なフッ素樹脂絶縁層であり、この絶縁の透明なフッ素樹脂絶縁層の光透過率が９１％より大きい。
【００２９】
光透過膜２８は、高水蒸気バリア性フッ素樹脂光透過膜（ＥＴＦＥ）である。その水分遮断性能は、９０％のＲＨ、４０℃の条件で、水蒸気透過率≦１ｇ／ｍ２×２４Ｈ、光透過率＞９４％を満たし、従来の光起電力モジュール用のガラス透光層の光透過率より高く、水蒸気を遮断する優れた機能を有し、光起電力モジュールの発電量及び使用寿命を向上させる。
【００３０】
光透過膜２８の少なくとも一方の面には、均一に配列された複数の凹凸構造３０が形成されている。凹凸構造３０は、所在表面に形成された凹構造及び凸構造を含み、凹構造と凸構造は交互に設置され、各構造は等間隔に配置される。これら複数の凹凸構造３０を設置することによって、太陽光の集光率を向上させ、太陽電池セルの受光面積を相対的に増加させ、光電変換効率を向上させることができる。
【００３１】
図３を参照して、図１及び図２に係る光起電力モジュールにおいて、各材料層の光透過率が光波長に従って変化する曲線測定結果である。図において、曲線＃１は従来の光起電力モジュールにおけるパッケージガラス１０の光透過率曲線であり、曲線＃２は本発明における高水蒸気バリア性フッ素樹脂光透過膜の光透過率曲線であり、曲線＃３は接着膜ＰＯＥの光透過率曲線であり、曲線＃４は接着膜ＥＶＡの光透過率曲線であり、曲線＃５は透明なフッ素樹脂絶縁層の光透過率曲線である。以上のように、本発明における各材料層は良好な光透過率を有し、特に、高水蒸気バリア性フッ素樹脂光透過膜、ＰＯＥ接着膜、絶縁の透明なフッ素樹脂絶縁層は、従来の光起電力モジュールにおけるパッケージガラス１０、接着層ＥＶＡに比べて、光透過率が大幅に向上し、光起電力モジュールの発電量が増加する。
【００３２】
光起電力モジュールは、さらに、光起電力モジュールの周側にある封止実装フレーム２９を含み、バッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８のパッケージを形成する。この封止実装フレーム２９を設置することによって、光起電力モジュールの強度を高めるばかりでなく、光起電力モジュールをモジュール化し、脱着が容易であり、輸送が便利である。
【００３３】
また、光起電力モジュールは弾性導電シートをさらに含む。この弾性導電シートは、バッキングプレート、補強リブ及び封止実装フレームのそれぞれの間にあり、バッキングプレート、補強リブ及び封止実装フレームを連結して、封止実装フレームとバッキングプレートとの間の抵抗が０．１オーム未満である。
【００３４】
本発明における光起電力モジュールに採用した材料は、耐紫外線性、耐候性、長期連続発電性能を有する。
【００３５】
本発明における軽量光起電力モジュールは、順に設置されるバッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８を含み、さらに、バッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８の周側にある封止実装フレーム２９を含む。バッキングプレート２０、第１絶縁層２２、太陽電池セル２４、第２絶縁層２６及び光透過膜２８の間に接着層が設置され、接着層によって接着固定する。バッキングプレート２０の底面は光起電力モジュールのバックライト面を形成し、光透過膜２８の表面は光起電力モジュールの受光面を形成し、光透過膜２８の少なくとも一方の面には、均一に配列された複数の凹凸構造３０が形成されている。本発明における光起電力モジュールは、太陽光集光率が高く、太陽電池セルの受光面積が大きく、光電変換効率が高く、軽量であり、輸送や取付操作時に破損しにくく、そして光透過膜の光透過率が高く、水蒸気を遮断する優れた機能を有し、光起電力モジュールの発電量が大きく、使用寿命が長い。
【００３６】
当業者にとって、本発明は、上述した例示的な実施例の詳細に限定されるものではなく、本発明の精神又は基本特徴を逸脱しない範囲で、その他の具体的な形態で実施できることは明らかである。従って、任意の観点からも、実施例は例示的なもので、限定的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって限定されるので、特許請求の範囲の均等の意味および範囲内に入るすべての変更は、本発明に含まれることが意図される。特許請求の範囲の任意の符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００３７】
なお、本明細書は実施形態に基づいて記述されているが、各実施形態は１つの独立した技術案だけを含むものでなく、本明細書のような記述方式は分かりやすくするためであると理解すべきである。当業者は、明細書を全体として、各実施例における技術案を、当業者によって理解され得る他の実施形態を形成するように、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  パッケージガラス
１１  接着層ＥＶＡ
１２  多結晶シリコン太陽電池セル
１３  接着層ＥＶＡ
１４  ＴＰＴバッキングプレート
１５  モジュール封止実装フレーム
２０  バッキングプレート
２１  第１接着層
２２  第１絶縁層
２３  第２接着層
２４  太陽電池セル
２５  第３接着層
２６  第２絶縁層
２７  第４接着層
２８  光透過膜
２９  封止実装フレーム
３０  凹凸構造
【図１】
2019519942.tif 000003
【図２】
2019519942.tif 000004
【図３】
2019519942.tif 000005
【国際調査報告】
2019519942.tif 000006
2019519942.tif 000007
2019519942.tif 000008
2019519942.tif 000009